Razumevanje vloge karbonskih vlaken v 3D tisku

logo

3D tiskana vlakna so poleg kovine verjetno druga najbolj zanimiva tehnologija aditivne proizvodnje. Zahvaljujoč nedavnim dosežkom na področju aditivne proizvodnje, so 3D tiskalniki z zmožnostjo tiskanja tega zahtevnega materiala končno dosegljivi.

Treba pa je razumeti, da niso vsi 3D tiskalniki karbonskih vlaken enakovredni. Nekateri uporabljajo mikroskopska nasekljana vlakna za ojačanje navadnih termoplastičnih filamentov, drugi pa uporabljajo vzdolžno vlakno v filamentu, ki je sestavljen iz termoplastike in drobno nasekljanih vlaken, kar filamentu daje nekakšno hrbtenico.

Razumevanje karbonskih vlaken
Karbonsko vlakno je sestavljeno iz poravnanih odsekov ogljikovih atomov, ki izkazujejo izjemno tenzijsko trdnost. Sama po sebi, zaradi svoje tankosti in krhkosti, niso posebej uporabna, če pa jih združimo z ustreznim lepilnim medijem, se breme enakomerno razporedi med vsa vlakna, rezultat pa je izjemno močan in lahek material. Karbonski kompoziti so običajno na voljo v obliki cevi ali plošč, obstajajo pa tudi posebne oblike iz kalupov, ki se uporabljajo v avtomobilski in letalski industriji. Tu je zelo pomembno razmerje med trdnostjo in maso. Ponavadi se za lepilni medij uporablja termoreaktivna smola.

Tiskanje s karbonskimi vlakni
Nedavni dosežki na področju tehnologije 3D tiska so omogočila podjetjem tiskanje s karbonskimi vlakni, čeprav z uporabo drugačnega lepilnega medija, kot se ga uporablja pri standardnih karbonskih vlaknih. Smole ni mogoče staliti, da bi jo lahko iztisnili skozi šobo. Ta problem rešujejo s pomočjo že obstoječih termoplastik za tiskanje. Tako tiskani predmeti sicer niso tako močni kot tisti iz kompozita smole in karbonskih vlaken, kljub temu pa jih vlakna ojačajo.

Tiskanje z nasekljanimi vlakni v primerjavi z vzdolžnim vlaknom
Trenutno obstajata dve metodi tiskanja karbonskih vlaken: termoplastika z nasekljanimi karbonskimi vlakni, ter filament ojačan z vzdolžnim karbonskim vlaknom. Prve lahko tiskamo z standardnim FFF (FDM) tiskalnikom in vsebujejo termoplastični filament (PLA, ABS ali najlon) ojačan z mikroskopskimi kosmi nasekljanega karbonskega vlakna. Tiskanje s filamentom, ojačenim z vzdolžnim karbonskim vlaknom pa je poseben postopek, pri katerem vstavljamo neprekinjeno karbonsko vlakno v osnovo iz standardne FFF (FDM) termoplastike.

Oba načina tiska sicer uporabljata karbonska vlakna, vendar je razlika med njima velika. Poznavanje sestave in namena vsakega od njiju vam bo pomagalo pri odločitvi, katerega morate uporabiti, da boste v svojem proizvodnem procesu dobili želene rezultate.

Povzeto po: https://www.rdmag.com/article/2018/10/understanding-role-carbon-fiber-3d-printing

www.rdmag.com

Več o članku si preberite v PDF reviji!

Sorodni članki

Zadnji članki

Svet mehatronike 44 (11-2023)

Po razburkanem poletju se počasi vračamo v ustaljene tirnice in v tokratni številki revije Svet mehatronike boste lahko brali o pasivnem hlajenju prostorov. Zanimiv pri tem novem načinu je princip, kako so raziskovalci naredili prototip hladilnika, ki za svoje delovanje ne potrebuje električne energije. Res je, da je ta prototip še zelo drag, ampak če kolikor toliko poznamo človeštvo, se bo tudi izdelava takšnega hladilnika pocenila.

Stičišče znanosti in gospodarstva

Celjski sejem letos je letos obiskalo več kot 65.000 obiskovalcev.

Svetovno prvenstvo v robotiki Robocup 2023

V mesecu juliju 2023 so se dijaki ŠC Celje Srednje šole za strojništvo na podlagi uvrstitev v preteklih letih udeležili svetovnega prvenstva v robotiki RoboCup 2023 v Bordeaux-ju v Franciji.

Želite biti na tekočem z najnovejšimi novicami?

Radi bi vas slišali! Prosimo, izpolnite svoje podatke in ostali bomo v stiku. Tako preprosto je!